表面处理工艺PVD及其他ppt课件

1、外表处置工艺刘西净2021年12月内容物理气相堆积块状资料 (靶材)薄膜物质输运能量输运能量衬底物理气相堆积原理u高真空 (HV)u高纯资料u清洁和光滑的衬底外表u提供能量的电源PVD的四个条件真空这一术语译自拉丁文Vacuo，其意义是虚无。其实真空应了解为气体较稀薄的空间。在指定的空间内，低于一个大气压力的气体形状统称为真空。真空形状下气体稀薄程度称为真空度，通常用压力值表示。真空技术是根本实验技术之一。自从1643年托里拆利(E. Torricelli)做了著名的有关大气压力实验，发现了真空景象以后，真空技术迅速开展。如今，真空技术曾经成为一门独立的前言学科。真空的概念真空量度真空量度单单

2、位位1 1规规范大气范大气压压=760mmHg=760(Torr)=760mmHg=760(Torr)1 1规规范大气范大气压压=1.013x105 Pa=1.013x105 Pa1Torr=133.3Pa1Torr=133.3Pa真空区域的划分真空区域的划分 粗真空粗真空 低真空低真空 高真空高真空 超高真空超高真空 极高真空极高真空 )10760(101035Torrpa)1010(10108361Torrpa)1010(1010128106Torrpa)10(101210Torrpa)1010(1010313Torrpa真空的根本特点真空的根本特点 在真空中，气体分子密度低，在某些情况下

3、，真空可以近似地看作没有气体“污染的空间。真空中，气体分子或带电粒子的平均自在程为： pkT22 其中为分子直径，p为压强，T为气体温度，k为玻耳兹曼常数。真空获得真空泵1654年，德国物理学家葛利克发明了抽气泵，做了著名的马德堡半球实验。 原理：当泵任务后，构成压差，p1 p2，实现了抽气。真空泵的分类气体传输泵气体传输泵: : 是一种能将气体不断地吸入并排出泵外以是一种能将气体不断地吸入并排出泵外以到达抽气目的的真空泵，例如旋片机械泵、油分散泵到达抽气目的的真空泵，例如旋片机械泵、油分散泵、涡轮分子泵。、涡轮分子泵。气体捕集泵气体捕集泵: : 是一种使气体分子短期或永久吸附、凝结是一种使气

4、体分子短期或永久吸附、凝结在泵内外表的真空泵，例如分子筛吸附泵、鈦升华泵在泵内外表的真空泵，例如分子筛吸附泵、鈦升华泵、溅射离子泵、低温泵和吸气剂泵。、溅射离子泵、低温泵和吸气剂泵。真空泵的主要参数 抽气速率抽气速率: : 定义为在泵的进气口恣意给定压强下，定义为在泵的进气口恣意给定压强下，单位时间内流入泵内的气体体积单位时间内流入泵内的气体体积 或表示为：或表示为： 其中，其中，Q Q为单位时间内流入泵的气体量。为单位时间内流入泵的气体量。 泵的抽气速率泵的抽气速率S S并不是常数，随并不是常数，随P P而变。而变。PQS1PPtVS 几种常用真空泵的任务压强范围 旋片机械泵 吸附泵 分散泵

5、 涡轮分子泵 溅射离子泵 低温泵pa251010pa251010pa501010pa811010pa1111010pa1001010旋片式机械泵 几种常用真空泵的任务原理1. 旋片机械泵2. 油分散泵水冷套； 2. 喷油嘴； 3. 导流管；4. 泵壳； 5. 加热器3.涡轮分子泵1. 动叶轮；2. 泵壳；3. 涡轮排；4. 中频电动机；5. 底座；6. 出气口法兰；7. 光滑油池；8. 静叶轮；9. 电机冷却水管. 真空的丈量真空计1. 绝对真空计 直接丈量真空度的量具，如U型计、紧缩真空计(麦克劳真空计) 。 紧缩型真空计丈量范围：103 10-3 PaU型计丈量范围：105 10 Pa2.

6、 相对真空计热热偶真空偶真空计计( (热传导热传导真空真空计计) ) 丈量范丈量范围围： ：100 10-1 Pa100 10-1 Pa热热阴极阴极电电离真空离真空计计 丈量范丈量范围围： ：1.331.3310-1 10-1 1.331.3310-5 Pa10-5 Pa超高真空熱阴极超高真空熱阴极电电离离计计 丈量范丈量范围围： ：1.331.3310-1 10-1 1.01.010-10Pa10-10Pa 直接丈量与压强有关的物理量，再与绝对真空计相比较进展标定的真空计。薄膜厚度的丈量干涉显微镜法干涉显微镜法 称重法称重法石英晶体振荡器法石英晶体振荡器法Amt 真空蒸发镀 根本思想：提高温

7、度，熔解并蒸发资料 将资料置于某种容器内上 将用高熔点金属(W, Mo, Ta, Nb)制成的加热丝或舟通上直流电，利用欧姆热加热资料 将用绝缘资料(quartz, graphite, alumina, beryllia, zirconia)制成的坩埚通上射频交流电，利用电磁感应加热资料真空蒸发真空泵加热丝、舟或坩埚衬底架玻璃钟罩厚度监控仪充气管道反响气体管道衬底Plume常用蒸发源加热丝加热舟坩埚盒状源Knudsen CellIn-Sn丝NCVM镀膜资料锡粒NCVM工艺流程PVD蒸镀法真空蒸镀真空蒸镀溅射蒸镀溅射蒸镀粒子生成机构粒子生成机构热能热能动能动能粒子粒子原子、离子原子、离子原子、离

8、子原子、离子蒸镀均匀性蒸镀均匀性复杂外形复杂外形佳佳普通普通平面平面佳佳优优蒸镀金属蒸镀金属可可可可蒸镀合金蒸镀合金可可可可蒸镀耐热化合物蒸镀耐热化合物可可可可粒子能量粒子能量很低很低0.10.5eV0.10.5eV可提高可提高1100eV1100eV惰性气体离子冲击惰性气体离子冲击通常不可以通常不可以可，或依形狀不可可，或依形狀不可外表与层间的混合外表与层间的混合通常无通常无可可加热外加热加热外加热通常无通常无可可蒸镀速率蒸镀速率10-9m/sec10-9m/sec1.6712.51.6712.50.1716.70.1716.7金属在制成厚度低於100nm 的薄膜时,都会构成岛状不延续的金属

9、膜,使得其电阻率大幅添加NCVM不导电的原理性能：1、ESD , 阻值 (200M20G以上) ；2、RF的测试 ；3、常规信任性测试。网络分析仪影响良率的要素薄膜厚度 50nm 50-100nm 100nm薄膜厚度的均匀性 钨丝篮的分布 镀膜用量的分布 空间中真空度的均匀性喷涂的质量 杂质 橘皮 积漆电子束蒸发镀原理：利用电子束加热使膜材汽化蒸发后，凝结在基片外表成膜的一种方法。电子束获得能量密度大，可加热到3000度以上，可同时满足高熔点资料蒸发，如钨、SiO2、Al2O3等。被蒸镀资料放在水冷坩埚内，可免容器资料蒸发及其与膜材的反响。电子束轰击膜材时，会激发许多有害的反射电子、背散射电子

10、及二次 电子，损伤基片。电子束蒸发镀坩埚与资料衬底真空室真空泵厚度监控仪充气管道反响气体管道Plume电子枪E-GunCrucibleSubstrate fixture常用蒸发资料形状SiO2/MgF2五氧化三钛ZnS氧化锆ZnS三氧化二钛光学增透膜用于玻璃基底的增透膜 经典的单层增透膜由一薄层MgF2构成，MgF2在510nm时的折射率为n=1.38，需求的膜厚为d=92nm。因此，在510nm波长时膜层有一个光学密度厚度n*d为1/4的波长。镀在加热到250-300C的玻璃基底上的MgF2，不但结实，稳定，并且相当方便，经济，直接运用蒸发船便可。 想得到更低的反射率，最简单的方法是镀一层C

11、eF3和一层MgF2各为1/4的光学厚度，可用蒸发船。2层膜的优点是在可见光范围的中段有更低的反射率，缺陷在于在红，蓝端的反射率上升过快。 由于2层膜的效果不理想，为了到达理想的效果，必需运用3层或多层膜。 6层AR膜：玻璃/TiO2/SiO2/ TiO2/SiO2 TiO2/SiO2厚度范围nm913/3040/5080/115/2240/8090AR宽度范围：92%化学稳定好耐候性易加工质量轻抗冲击性好 是无机玻璃的8-10倍易划伤耐热性差溶胶一凝胶工艺作为一种先进的工艺方法，由于具有反响条件温暖、容易控制、资料性能调理余地大等特点，可以很方便地经过改动参与反响的有机、无机组分含量，实现纳

12、米涂层的性能裁剪，得到所需性能。Parameter CoatingpH4viscidity10 MPasBoiling point70CBurning temperature279CFlash point22C exploding limit66.0 g/m3Steam pressure (Reid 40C)9.7 kPadensity(22C)0.92 g/cm3 firing temperature75CThickness of coating2-3 mScratch resistance6N涂层参数基材前处置工艺流程SiOC2H54+H2O SiOH4+ 4C2H5OH 水解反响缩聚反响

13、nSiOH4 nSiO2 + 2nH2O原资料：无水乙醇、盐酸、正硅酸乙酯、流平剂、消泡剂、偶联剂反响方程：偶联剂偶联剂是一类具有两不同性质官能团的物质，它们分子中的一部分官能团可与有机分子反响，另一部分官能团可与无机物外表的吸附水反响，构成结实的粘合。硅烷偶联剂硅烷偶联剂的通式为RSiX3，式中R代表氨基、巯基、乙烯基、环氧基、氰基及甲基丙烯酰氧基等基团，这些基团和不同的基体树脂均具有较强的反响才干，X代表可以水解的烷氧基如甲氧基、乙氧基等。硅烷偶联剂在国内有KH550，KH560，KH570，KH792，DL602，DL171这几种型号。KH550 -氨丙基三乙氧基硅烷 KH560 -缩水

14、甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 KH570 -甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷 CH2=C(CH3)COOC3H6Si(OCH3)3 涂层制备参数PH值催化剂反响温度黏度陈化时间涂布的参数枯燥温度涂布方式的选择喷涂 利用喷枪等放射工具把涂料雾化后，放射在被涂工件上的涂装方法旋涂 电子工业中，基片垂直于本身外表的轴旋转，同时把液态涂覆资料涂覆在基片上的工艺浸涂 将工件浸没于涂料中，取出，除去过量涂料的涂装方法涂层的测试附着力铅笔硬度抗划痕测试钢丝绒测试耐溶剂测试热冲击测试Testing method: hammer scratch test LDS激光一体化成型LDS工艺是由德国激光领域专业企业LPKF激

15、光电子股份开发的，在单组份注塑的部件上，利用激光在几秒钟之内在塑料部件外表成型电路。采用这种方法将成型的电路激活，然后再金属化。LPKF-LDS技术运用激光在复杂三维部件外表上照射成型天线电路，这些三维部件是采用LDS树脂注塑成型的。该项技术的主要优势包括，效率极高，为快速变卦产品设计提供了极高的灵敏性，并且提供在三维部件外表成型天线电路的方法。优点高柔性化 由于激光把计算机里的图形直接转移到注塑件上，无需额外的工具或掩膜。线路只取决于CAD数据。模具本钱大幅降低 由于激光线路加工的MID可以用单组分注塑制造出来。 激光是超微细线路制造的理想工具。 高本钱效益 对中小批量消费和微细线路加工有很

16、高的本钱效益。 高环保性 消费中没有利用腐蚀性化学药品。 LDS注塑注塑活化活化化学镀化学镀原资料选择PA6/6T半芬芳聚半芬芳聚酰酰胺，基于胺，基于Ultramid ( BASF公司公司 ) 热变热变形的形的稳稳定性很定性很强强,适宜回流适宜回流焊焊 (也适宜无也适宜无铅焊锡铅焊锡) 具有很好的机械性能具有很好的机械性能 热热塑性聚塑性聚酯酯 (PBT,PET 及其混合物及其混合物),基于基于Pocan (Lanxess公司公司 ) 很好的机械和很好的机械和电电气性能气性能 其混合物都具有很好的其混合物都具有很好的热变热变形形稳稳定性定性 交交联联PBT (polybutylenterephathalate), 基于基于 Vestodur (Degussa公司公司 ) 抗游离防火性能抗游离防火性能 照射交照射交联联性使其具有可以抗高温性能适宜一切性使其具有可以抗高温性能适宜一切焊焊接工接工艺艺 LCP(液晶聚合物液晶聚合物), 基于基于 Vectra (Ticona公司公司) 很好的流很好的流动动性性 热压热压下很好的尺寸下很好的尺寸稳稳定性定性 PC/ABS(聚碳酸聚碳酸酯酯/丙丙烯腈烯腈/丁二丁二烯烯/苯乙苯乙烯烯) 很好的外表特性很好的外表特性 很好的机械性能很好的机械性能 可以进展激光活化的热塑性塑料中含有一种特殊的有机金属复合物形状的添加物，这种添加物在聚焦激光束的照